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北化工《Energy Fuels》:石墨烯/碳纳米管双修饰SiOx复合负极材料,用于锂离子电池

carbon_art 材料分析与应用 2022-05-10

1成果简介 


本文, 北京化工大学张均营等研究人员在《Energy Fuels》期刊发表名为“Graphene and Carbon Nanotube Dual-Decorated SiOx Composite Anode Material for Lithium-Ion Batteries”的论文,研究合成了一种三维石墨烯和碳纳米管(CNT)修饰的SiOx复合材料(SiOx -Gr-CNT)。通过简单的一步法高能球磨引入双碳组分由于石墨烯和碳纳米管组成的柔性网络具有高导电性,因此相应的SiOx-Gr-CNT复合电极具有优异的储锂性能


该网络有利于提高SiO x颗粒的导电性。机械弹性石墨烯和CNT组分的体积效应可以忽略不计,可以有效地抑制SiOx的体积膨胀,并通过将SiOx颗粒与电解质分离,有助于形成耐用的固体电解质界面膜。因此,相应的SiOx-Gr-CNT复合电极的电化学性能得到有效增强,可逆比容量为1015.1mAhg–1,循环100次后仍保持在1046.6mAhg–1且容量保持不变。在100mA –1的电流密度下超过100% 。SiOX-Gr-CNT复合电极在1Ag–1的大电流密度下也表现出出色的循环性能,即使经过200次循环,其可逆比容量也超过800mAhg–1。该SiOx -Gr-CNT复合负极材料的复合方法简单,产量高,具有实际应用前景。


2图文导读  


图1. SiOx-Gr-CNT复合材料制备示意图。


图2. (a,b) SiOx-Gr-CNT 复合材料、(c) (d)  SiOx颗粒和Gr-CNT 复合材料的SEM图像。


图3. (a,b) (c) SiOx -Gr-CNT 复合材料的TEM 图像和SiOx-Gr-CNT复合材料的元素分布。


图4. SiOx-Gr-CNT 复合材料的XPS光谱:(a) 全光谱,(b) Si2p光谱,(c) O1s光谱和 (d) C1s 光谱。


图5. (a) SiOx -Gr-CNT 复合电极和 (b) Gr-CNT复合电极的CV曲线,(c) SiOx-Gr-CNT 复合电极的电压比容量曲线,以及 (d ) SiO x电极和 Gr-CNT 和 SiO x -Gr-CNT 复合电极的 EIS。


图6. 100次循环后电极表面形貌的 SEM 图像:(a) SiO x -Gr-CNT 复合电极和 (b) SiOx电极。




文献:

https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02967



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来源:文章来自Energy Fuels网站,由材料分析与应用整理编辑。


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